Pioglitatsonin vaikutus TIMP-3:een ja TACE:hen tyypin 2 diabeteksessa (PIO-TACE)

Pioglitatsonilla on osoitettu olevan voimakkaita anti-inflammatorisia ja ateroskleroottisia vaikutuksia. Pioglitatsonin näiden vaikutusten mekanismit eivät kuitenkaan ole selvät. Ehdotamme, että metalloproteinaasi-3:n (TIMP-3) ja TNF-alfaa konvertoivan entsyymin (TACE) kudosestäjällä on tärkeä rooli pioglitatsonivälitteisessä insuliiniherkkyyden ja endoteelin toiminnan paranemisessa. Eläinmalleissa pieniannoksinen pioglitatsoni estää leesion etenemistä ja matriksin metalloproteinaasin ilmentymistä kehittyneissä ateroskleroottisissa plakeissa. Uskomme, että pienemmällä pioglitatsoniannoksella on myös anti-inflammatorisia vaikutuksia ilman painonnousun mahdollisia haittavaikutuksia.

Jotta voitaisiin tutkia pienen pioglitatsonin (15 mg/vrk) vaikutusta TIMP-3:een ja TACE:hen pioglitatsonivälitteisessä insuliiniherkkyyden ja endoteelin toiminnan parannuksissa, ehdotamme, että tyypin 2 diabetes mellitus (T2DM) -potilaat osallistuvat seuraaviin tutkimuksiin. : (i) OGTT; (ii) DXA kehon rasvapitoisuudelle, (iii) euglykeeminen hyperinsulineminen puristin, (iv) luustolihasbiopsia.

Tässä tutkimuksessa tarkastellaan pioglitatsonin vaikutusta (1) TIMP- ja TACE-substraattiaktiivisuuteen luurankolihaksissa ja niiden suhdetta insuliiniherkkyyteen ja adiposytokiiniresistiiniin, TNF-α:aan ja visfatiiniin; (2) tulehduksen ja ateroskleroosin markkerit - C-reaktiivinen proteiini, VCAM-1, ICAM-1, endoteliini 1, E-selektiini, P-selektiini, TNFrecI, TNFrecII, IL-6 rec. Viisitoista potilasta saa lumelääkettä ja 15 pioglitatsonia.

Opintojen suunnittelu.

Kaksoissokko, plaseboohjattu rinnakkaisrakenne.

PÄÄTEPISTEET

ENSISIJAINEN: TIMP-3- ja TACE-geenin ilmentymisen ja TACE-substraattiaktiivisuuden väheneminen luurankolihaksissa ja rasvakudoksessa.

Toissijainen: Parannus: (1) Luustolihaksen insuliiniherkkyys, (2) plasman FFA (vapaa rasvahappo) ja lipiditasot (3) VCAM- ja ICAM-pitoisuuksien lasku.

TUTKIMUSSUUNNITELMA - KOKEELLINEN PROTOKOLLA Aiheet - Suunnittelemme tutkimaan T2DM-potilaita (BMI 30-40 Kg/m2, ikä=18-70 vuotta, HbA1c <10%); joista yhtä monta koehenkilöä kussakin ryhmässä saa lumelääkettä/tutkimuslääkettä. Tällä tutkimussuunnitelmalla pystymme erottamaan pioglitatsonin vaikutukset TIMP3- ja TACE-substraattiaktiivisuuteen ja geeniekspressioon potilailla, joilla on T2DM ja ei-diabeettisilla potilailla, joilla on metabolinen oireyhtymä. Tutkimushenkilöt molemmissa tutkimusryhmissä (plasebo ja tutkimuslääke) sovitetaan yhteen iän, BMI:n ja HbA1c:n suhteen, ja pioglitatsonin vaikutukset näissä koehenkilöissä ovat riippumattomia lääkkeen glukoosia alentavasta vaikutuksesta. Diabeettiset henkilöt, jotka ovat saaneet aiemmin insuliinia tai jotka käyttävät tiatsolidiinidionia, suljetaan pois. Vain diabeetikot, joilla ei ole muita merkittäviä elinsairauksia, tutkitaan. Tutkimukseen otetaan vain henkilöt, joiden paino on pysynyt vakaana vähintään kolme kuukautta ja jotka eivät harrasta rasittavaa liikuntaa.

Ennen pioglitatsonin aloittamista kaikki tutkittavat osallistuvat seuraaviin tutkimuksiin:

(i) Pätevyyskäynti: Fyysinen tutkimus, sairaushistoria, EKG-jäljitys, täydellinen verisolujen määrä, SMA 24 ja lipidiprofiili suoritetaan. Myös plasman kokonais/HDL/LDL-kolesterolin, triglyseridien ja ateroskleroosin ja tulehduksen merkkiaineiden (CRP: C-reaktiivinen proteiini) ja hyperkoagulaation (plasminogeeniaktivaattorin estäjä -1), adiponektiinin, TNF-α:n ja HbA1c:n paastotasot ovat mitattuna tänä päivänä.

(ii) OGTT (75 grammaa) yleisen glukoositoleranssin ja insuliinin erityksen arvioimiseksi. Vastus lateralis -lihaksen biopsia tehdään 30 minuuttia ennen OGTT:n alkua.

(iii) Laihan ruumiinmassan ja rasvattoman massan mittaus Dual Energy Xray Absorptiometry (DXA) -skannauksella.

(iv) Brakiaalisen valtimon reaktiivisuus iskeemisen virtauksen jälkeisen verisuonten laajenemisen kanssa ja vaste sublingvaaliselle nitroglyseriinille tehdään samana päivänä, kun DXA tehdään.

Kun yllä olevat tutkimukset on saatu päätökseen, koehenkilöt jaetaan satunnaisesti saamaan joko lumelääkettä tai pioglitatsonia 15 mg:n vuorokausiannoksella 24 viikon ajan. Koehenkilöt saavat ravitsemusneuvontaa ennen pioglitatsonihoidon aloittamista ja heitä pyydetään nauttimaan tavanomaista ADA-painoa ylläpitävää ruokavaliota koko tutkimuksen ajan. Potilaita seurataan 2 viikon välein. Jokaisella seurantakäynnillä määritetään väliaikainen sairaushistoria, verenpaine, pulssi, paino ja paastoplasman glukoosipitoisuus. Joka 4. viikko mitataan TIMP- ja TACE-substraattiaktiivisuus, adiponektiini, visfatiini, C-reaktiivinen proteiini (CRP) ja tulehduksen ja ateroskleroosin merkkiaineet (VCAM-1, ICAM-1, endoteliini 1, E-selektiini, P-selektiini). Lisäksi mittaamme kuukausittain HbA1c:n, plasman lipidit ja maksan toimintakokeet. 24 viikon pioglitatsonihoidon jälkeen kaikille koehenkilöille tehdään uusinta: (i) rasvan ja vähärasvaisen kehon massan mittaus DXA:lla, (ii) OGTT, (iii) vastus lateralis -biopsia.

Tutkimuksen kokonaispituus pioglitatsoni/plasebo-hoidon alusta on 26-30 viikkoa. Perustutkimukset suoritetaan 1–4 viikon aikana. Toistotutkimukset suoritetaan pioglitatsonihoidon viimeisen 24-30 viikon aikana.

Menetelmät OGTT JA PERKUTAANINEN LUUNTOLIHASBIOPSIA

Kaikki tutkittavat hyväksytään South Texas Veterans Healthcare Systemin yleiseen kliiniseen tutkimuskeskukseen (GCRC), Audie Murphy Division, San Antonio, Texas tutkimuspäivänä klo 6.45-8. Koehenkilöt eivät saa syödä tai juoda mitään edellisenä iltana kello 22 jälkeen, ennen kuin tutkimus on valmis. Noin klo 7.30 koehenkilöt nielevät 75 grammaa glukoosia. Plasmanäytteet glukoosi-, insuliini- ja C-peptidipitoisuuksille otetaan -30, -15 ja 0 minuutin välein ja sen jälkeen 15 minuutin välein kahden tunnin ajan. 30 minuuttia ennen OGTT:n alkua suoritetaan lihasbiopsia vastus lateralis -lihaksesta. Ksylokaiiniinjektion jälkeen tehdään 5 mm:n viilto 10-15 cm polvilumpion yläpuolelle ja koepalaneula työnnetään lihakseen. Neula yhdistetään imuon, jolloin saadaan noin 200 mg lihaskudosta. Kaikki lihaskoepalat säilytetään nestetypessä 15 sekunnin sisällä, kunnes ne käsitellään tiettyjä määrityksiä varten.

Pystymme johtamaan OGTT:stä erittäin luotettavan arvion insuliinin erittymisestä sekä insuliiniherkkyydestä laskemalla "MATSUDA"-indeksin sekä OGIS-indeksin (Oral Glucose Insulin Sensitivity) -indeksi. Näiden indeksien on toistuvasti osoitettu korreloivan erittäin hyvin euglykeemisen puristimen tulosten kanssa.

Kolmesta seitsemään päivää myöhemmin kehon rasvapitoisuus määritetään DXA:lla.

EUGLYKEEMINEN HYPERINSULINEEMINEN CLAMP:

Erillisenä päivänä koehenkilöt hyväksytään South Texas Veterans Healthcare Systemin yleiseen kliiniseen tutkimuskeskukseen (GCRC), Audie Murphy Division, San Antonio, Texas, klo 6.45-8 välisenä aikana hyperinsulineemisen euglykeemisen (80 mU (milliyksikkö)/m2•min) puristin. Jatkuva epäsuora kalorimetria (Deltatrac, Sensormedics, Anaheim, CA) suoritetaan 30 minuuttia ennen insuliinipuristimen aloittamista ja insuliinipuristimen 150-180 minuutin jakson aikana glukoosin ja lipidien hapettumisnopeuksien laskemiseksi. Insuliinin, C-peptidin, perusnäytteen ottamisen jälkeen insuliinia annetaan ensimmäiset 10 minuuttia, jota seuraa jatkuva infuusio. Viiden minuutin kohdalla infusoidaan vaihteleva määrä glukoosia, jotta plasman glukoosi pysyy arvossa ~100 mg/dl 180 minuutin ajan.

Kun edellä mainitut tutkimukset on saatu päätökseen, kaikille koehenkilöille (diabeetikot, ei-diabeettinen metabolinen oireyhtymä) aloitetaan pioglitatsoni 15 mg:n vuorokausiannoksella ja sitä jatketaan 24 viikon ajan. Koehenkilöt saavat ravitsemusneuvontaa ennen pioglitatsonihoidon aloittamista ja heitä pyydetään nauttimaan tavanomaista ADA-painoa ylläpitävää ruokavaliota koko tutkimuksen ajan. Potilaita seurataan 2 viikon välein. Jokaisella seurantakäynnillä määritetään väliaikainen sairaushistoria, verenpaine, pulssi, paino ja paastoplasman glukoosipitoisuus. Joka kuukausi mittaamme HbA1c:tä, plasman lipidejä, maksan toimintakokeita, adiposytokiineja ja tulehdusmarkkereita edellä kuvatulla tavalla. 4 kuukauden pioglitatsonihoidon jälkeen koehenkilöille suoritetaan uusinta: (i) rasvan ja rasvattoman kehon massan mittaus DXA:lla, (ii) OGTT vastus lateralis -biopsialla.